【正文】 長距離快速運輸。磁懸浮列車按懸浮方式可分為常導磁吸型和超導排斥型兩大類。 磁懸浮列車的原理 傳統(tǒng)的鐵路列車都是依靠諸如蒸汽、燃油、電力等各種類型機車作為牽引動力，車輪和鋼軌之間的相互作用作為運動導向，由車輪沿著鋼軌滾動而前進的。磁懸浮列車車輛的壽命是 35 年，輪軌列車是 20 至 25 年。在時速達 200 公里時，乘客幾乎聽不到聲響。它是 21 世紀理想的超級特別快車，世界各國都十分重視發(fā)展磁懸浮列車。軌道全線兩邊 50 米范圍內(nèi)裝有目前國際上最先進的隔離裝置。這列當今世界上最酷的列車，帶車頭的車廂長 米，寬 米。但是，我們可 以看到磁懸浮列車的發(fā)展前景相對其他交通工具是最廣闊的。系統(tǒng)設計特別考慮了安全性、運行可靠性和環(huán)境的影響，廣泛使用了成熟的部件技術，因而將復雜度、維修量和危害大幅度減少。日本已在九州宮崎等幾條試驗線上懸浮運行，創(chuàng)造了 517km/h 的速度記錄，但因常溫下的超導材料尚未出現(xiàn)，還未能投入商業(yè)性的載人運行。簡單地說，從內(nèi)部技術而言，兩者在系統(tǒng)上存在著是利用磁斥力、還是利用磁吸力的區(qū)別。與之相比世界上第一個磁懸浮列車小型模型是 1969 年在德國 武漢紡織大學 2020 屆 畢業(yè)設計論文 8 出現(xiàn)的，日本是 1972 年造出的，可僅僅十年后的 1979 年，磁懸浮列車技術就創(chuàng)造了 517km/h 的速度記錄。 5 磁懸浮列車 圖 51 行駛中的磁懸浮列車 武漢紡織大學 2020 屆 畢業(yè)設計論文 7 圖 52 實驗室中的磁懸浮列車 第一條輪軌鐵路出現(xiàn)在 1825 年，經(jīng)過 140 年努力 ,其運營速度才突破200km/h，由 200km/h 到 300km/h 又花費了近 30 年，雖然技術還在完善發(fā)展，繼續(xù)提高速度的余地已不大，而困難卻很大，還應注意到，輪軌鐵 路提高速度的代價是很高的， 300km/h 高速鐵路的造價比 200km/h 的準高速鐵路高近倆倍，比120km/h 的普通鐵路高三至八倍，繼續(xù)提高速度，其造價還將繼續(xù)上升。我們研究的氫燃料汽車不污染環(huán)境，是一種友好的綠色交通工具但是燃燒效 率低，大約只有 38%，顯然直接作為內(nèi)燃機燃料很浪費的，如果轉(zhuǎn)化為電能應用于磁懸浮列車將大大降低能耗 .據(jù)日本研究與實際試驗的而結(jié)果，在 500km/h的時速下能耗僅為飛機的 1/3。 4 提高能源利用率 現(xiàn)有三大能源即將枯竭，主要原因是儲量有限；二是過度開發(fā)；三是沒有合理有效利用及能源有效利用率低。馬自達 RX8 Hydrogen RE 是全球第一輛同時搭載氫燃料與轉(zhuǎn)子發(fā)動機科技的先進環(huán)保車，配置高壓氫燃料和汽油油箱，可同時使用汽油與氫氣，為車輛提供動力來源。福特汽車公司成為世界首個正式生產(chǎn)氫燃料發(fā)動機的汽車制造商。液氫模式續(xù)駛里程 200km。 2020 年，寶馬推出世界第一款氫動力豪華轎車 —— BMW 氫能 7 系，最小轉(zhuǎn)彎直徑 ,綜合油耗為汽油 。 早在 1984年寶馬公司就著手開發(fā)以氫為燃料的氫內(nèi)燃機，經(jīng)過 20多年努力，世界第一輛氫 /汽油雙燃料汽車 BMW745i Turbo 誕生了，它奠定了這一新技術應用的基礎。缺點是燃燒效率低，大約只有 38%，且由于氫燃料熱值高、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤旌椭鸱秶鷮挼龋瑲淙剂习l(fā)動機容易發(fā)生早燃、回火、敲缸、負荷高以及氮氧化合物排放偏高等情況。 氫燃料汽車的應用發(fā)展 人類一直在尋找替代汽油的清潔能源，氫被眾多汽車廠家及行業(yè)專家認為是最具可行的替代能源之一。但在傳統(tǒng)汽車上可以用太陽能作為輔助動力，以減少常規(guī)燃料的消耗，而且現(xiàn)代汽車的電器化程度曰益提高，各輔助設備的耗電量也因此急劇增加。生物制氫思路 1966年提出， 1990 年后受到空前重視。尤其是 武漢紡織大學 2020 屆 畢業(yè)設計論文 4 水，在地球上的儲量極其豐富，更重要的是其可再生和重復利用。 3 新能源在交通發(fā)展中應用 新能源分類 一是來自地球外部天體的能源：主要是太陽能（除直接輻射外，還能為風能、水能、生物能和礦物能源等的產(chǎn)生提供基礎）；二是地球本身蘊藏的能量：通常指與地球內(nèi)部的熱能有關的能源和與原子核反應有關的能源，如原子核能、地熱能等。按照當前的能源資源開采速度，各種一次能源可供應年限，石油 年；天然氣 年；煤炭 42 年。由于城 市人口的集中 使局部大氣中的污染物濃度提高，而且難以稀釋和擴散出去，從而使空氣污染問題更為嚴重。大氣污染之所以發(fā)展成一個問題，首先是由于人類對能源的無節(jié)制利用，其次是城市人口的增加。因此發(fā)展真空管道磁懸浮列車勢在必行。但管道中的運行車體如果采用傳統(tǒng)的輪軌車輛模式，則貨物運輸速度不會有很大提高。信息化的高速高效與交通運輸?shù)牡退俣刃纬删薮蠓床?，?jīng)濟全球化呼喚 21 世紀的交通運輸現(xiàn)代化，交通運輸瓶頸面臨著一場技術革命。今天的跨國交通仍與上個世紀相差不大；就是在國內(nèi)兩個中心城市之間的旅行也不輕松，坐火車要十幾個小時，坐飛機算上機場巴士和安檢的時間也得耗上半天。其中對石油的依賴問題已經(jīng)日趨嚴重，與 此同時，美國能源部預測：石油受其儲量的影響其價格在穩(wěn)定 15 年之后會出現(xiàn)大幅上漲，出現(xiàn)供給萎縮，而依賴石油的航空領域會遭受噩夢般的打擊。中國成為僅次于美國的世界第二大汽車王國）因而對汽、柴油的需求增長也特別快。汽車是工業(yè)革命中最有影響、最具代表性的機械，因而自從汽車誕生以來，他一直領導著工業(yè)產(chǎn)品的新潮流；代表不同時期人類對美的追求，在一定程度上反映出該時代文化科學技術水平。 Maglev train； The vacuum pipeline transport 目 錄 1 課題研究背景和意義 ................................... 1 2 發(fā)展新能源的必要性 ................................... 2 改善環(huán)境的迫切性 ..................................... 2 現(xiàn)有三大能源短缺性嚴重制約經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展 ........... 3 3 新能源在交通發(fā)展中應用 ............................... 3 新能源分類 .......................................... 3 氫能源自然界儲量十分豐富 ............................. 3 氫能源作為主要內(nèi)燃機燃料 ............................. 4 氫燃料汽車的應用發(fā)展 ................................. 4 4 提高能源利用率 ....................................... 5 5 磁懸浮列車 ............................................ 6 世界第一條商業(yè)性運營線 ............................... 9 磁懸浮列車的原理 ..................................... 9 懸浮與推進原理 .................................... 10 導向原理 ......................................... 12 新型磁懸浮列車原理與設計 ............................ 12 該新型的磁懸浮列車的優(yōu)勢 .......................... 17 該新型的磁懸浮列車 的道岔 .......................... 18 磁懸浮列車模型舉例計算 .............................. 20 磁懸浮發(fā)展優(yōu)勢 ...................................... 21 我國具備發(fā)展磁懸浮列車的需求 ...................... 22 常規(guī)列車受力分析 .................................. 24 磁懸浮鐵路的發(fā)展趨勢 ................................ 26 真空管道磁懸浮系統(tǒng)的優(yōu)點 .......................... 26 真空管道磁懸浮技術的意義 .......................... 27 6 結(jié)語 ................................................. 29 參考文獻 ............................................... 30 致 謝 ................................................. 31 武漢紡織大學 2020 屆 畢業(yè)設計論文 1 1 課題研究背景和意義 人類創(chuàng)造了文明，也創(chuàng)造了汽車。 Low energy effective utilization and energy shortages seriously restricts the sustainable development of the economy. We have to develop new energy and low energy consumption of transportation. Under these objective conditions, hydrogen energy and maglev train was energy has the advantages of cleanness,high efficiency and large reserve 。電能堪稱是新能源和磁懸浮中間的橋梁，開發(fā)新能源、新能源的轉(zhuǎn)化和磁懸浮技術的應用在未來交通運輸中相當重要。在這些客觀條件下，氫能源和磁懸浮列車誕生了，氫能源具有清潔、高效、儲量大的優(yōu)點；而磁懸浮列車兼有飛機和火車的優(yōu)點，而且能耗極低，而更具前景的則是它的升級版 —真空磁懸浮列車。我們必須開發(fā)出新能源和能耗低的交通工具。我們只有將氫能源轉(zhuǎn)化為電能，這樣才能大大提高能源利用率，降低能耗。 關鍵詞 : 能源供應； 可持續(xù)發(fā)展； 氫能源； 磁懸浮列車； 真空管道運輸 Abstract The paper indicates that China has achieved outstanding progress in its economy, but the air pollution seriously affects our normal life。 Hydrogen energy。汽車以其驚人的數(shù)量、卓越的性能和廣泛的用途滲透到人類活動的各個領域，成為 21 世紀現(xiàn)代文明的主要標志，人類不可缺少的生存和發(fā)展趨勢的伙伴。中國機動車保有量的增加速度大大高于 GDP 發(fā)展速度，（ 2020 年上半年全國機動車總保有量達 億輛，其中汽車 億輛，摩托車 億輛。 21 世紀人類面臨交通的最大困境就有四個方面：地面擁堵，能源的依賴，環(huán)境破壞，面對自然不可抗拒因素和人為因素的安全問題。雖然當今世界己經(jīng)進入了全球化時代，但是我們的交通運輸方式卻難以適應全球化的需求。現(xiàn)代物流在通 武漢紡織大學 2020 屆 畢業(yè)設計論文 2 訊技術上已經(jīng)很現(xiàn)代化了，在網(wǎng)上下訂單幾分鐘就可以搞定，但是一個集裝箱的貨物從中國原產(chǎn)地運到美國消費者手中也要十天半月。 管道化運輸是一個有前景的方向，一方面可以提高物流配送效率，另一方面減少地面交通擁擠壓力和對環(huán)境的污染。與傳統(tǒng)交通方式相比，該系統(tǒng)有以下幾個顯著優(yōu)點： ①運營速度可以比飛機還要快捷 ② 比鐵路運輸 還要安全可靠； ③ 可以像公共汽車一樣高頻率的發(fā)車，乘客可以不必在忍受晚點之痛，更不需要忍受取消預訂的車次之苦 ④ 比火車更舒適，廉價 ⑤ 該技術不受地理位置，天氣影響，可以適用在地球各個角落。大氣是人類生存不可缺少的最基本條 件，但由于人類活動和自然過程引起的某些物質(zhì)介入到大氣中，使大氣中固有的正常成分中增加了新的有害成分，一旦積累到足夠的濃度，達到足夠的時間，就會對人類活動、動植物以及環(huán)境造成危害。